【導讀】采煤機械的裝備水平是煤礦技術水平的重要標志之一。采煤方法按采煤工藝可分為長壁式采煤法和房柱式采煤法兩大類。廣泛使用長壁式采煤法。機械化采煤機械和綜合機械化采煤機械三類。炮采工作面的機電設備較少，主要靠人力完成各項工序。序依靠工作面刮板輸送機來完成。破煤、裝煤和運煤工序的機械化，用單體支護設備實現(xiàn)人工控制頂板。綜合機械化采煤工作面將各種相對獨立的機電設備合理的組合在一起，20世紀70年代初期，煤炭科學研究總院上海分院集中主要科技骨干，力小，牽引力在200KN以下。低,特別是液壓元部件的損壞比較嚴重。經(jīng)驗與教訓，確立了我國采煤機的發(fā)展方向，即仿制和自行研制并舉。據(jù)初步統(tǒng)計，20世紀80年代自行開發(fā)和研制的采煤機品種有50余種，閥組和調(diào)速機構等都列入重點攻關內(nèi)容。制和引進技術生產(chǎn)的采煤機更是如此。無鏈牽引使采煤機工作平穩(wěn)，使用安。另外派生出8種機型，都已投入使用，取得較好的效果。取代電動機縱向布置的趨勢。

　　

【正文】 281477 ??? mZd 齒頂高 ah mmmhh aa 14141* ???? 齒根高 fh ? ? ? ? ** ????? mchh af 齒頂圓直徑 ad 1422 3 8266 ????? aa hdd 1423 9 2277 ????? aa hdd 齒根圓直徑 fd ????? ff hdd ????? ff hdd 基圓直徑 bd ???? 20c o s238c o s66 ?dd b mmd 2386 ? mmd 3927 ? mmha 14? mmhf ? mmda 2666 ? mmda 3577 ? mmd f 2666 ? mmd f 4207 ? mmdb 2036 ? 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 24 頁 ???? 20c o s392c o s77 ?dd b 齒距 p mmmp ?? ? 齒厚 s mmms ?? ? 中心距 a mma 315? 圓整 mmdb 3577 ? mmp ? mms ? mma 315? 惰輪 8 和齒輪 9的幾何尺寸計算： 齒輪幾何尺寸計算： 分度圓直徑 d 281488 ??? mZd 391499 ??? mZd 齒頂高 ah mmmhh aa 14141* ???? 齒根高 fh ? ? ? ? ** ????? mchh af 齒頂圓直徑 ad 1423 9 2288 ????? aa hdd 1425 4 6299 ????? aa hdd 齒根圓直徑 fd ????? ff hdd ????? ff hdd 基圓直徑 bd ???? 20c o s392c o s88 ?dd b ???? 20c o s546c o s99 ?dd b 齒距 p mmmp ?? ? 齒厚 s mmms ?? ? 中心距 a mma 469? 圓整 mmd 3928 ? mmd 5469 ? mmha 14? mmhf ? mmda 3578 ? mmda 5749 ? mmd f 4208 ? mmd f 5119 ? mmdb 3578 ? mmdb ? mmp ? mms ? mma 469? 由于齒輪的強度效核方法都是相似的，因而對其它齒輪的強度效核過程安排在設計說明書以外的篇幅中進行，并全部強度驗算合格。 截割部行星機構的設計計算 電牽引采煤機是直接以電動機作為驅(qū)動減速箱的原動力 , 因而要求減速箱有較大的速比 , 同時受工作面空間條件限制 , 要求傳動裝置尺寸小。因此 , 電牽引采煤機無論牽引部或截煤部均在最后輸出級采用行星機構。行星傳 動結構緊湊、速比大 。 行星傳動的優(yōu)點是動力分流 , 功率流數(shù)取決于行星輪個數(shù)。因此 , 電牽引采煤機用的行星機構大多設計成 4 個行星輪 , 以降低每一行星輪 的負載 , 但對行星架及齒輪的加工精度要求更高。為減小加工安裝誤差所產(chǎn)生的偏載和彈性變形、慣性力、摩擦力等妨礙載荷均勻分布的因素 , 把太陽輪作成無支承的浮動件 (單浮動 ) , 通過漸開線花鍵與前一級齒輪聯(lián)接 , 花鍵側隙則滿足了浮動量的要求?；蛟O計成雙浮動 (太陽輪、內(nèi)齒圈浮動 )、三浮動結構 (太陽輪、內(nèi)齒圈、行星架浮動 )。這些均載措施結構簡單、浮動靈敏、反力矩小 , 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 25 頁 有效地補償各種誤差 , 使行星輪間的載荷均衡分配。行星輪與內(nèi)齒圈一般設計成薄壁輪緣。行星輪輪緣的變形對安裝在行星輪內(nèi)孔中軸承的滾動體間的載荷分布會發(fā)生影響 , 由此獲得可提高軸承壽命的最佳間隙。內(nèi)齒圈輪緣的柔性變形 , 同樣也有利于行星輪間的載荷分配均勻 , 并降低嚙合時的動載荷。 已知：輸入功率 ?p KW, 轉(zhuǎn)速 7n =， 輸出轉(zhuǎn)速 n滾=40r/min 齒輪材料熱處理工藝及制造工藝的選定 太陽輪和行星輪的材料為 20CrNi2MoA，表面滲碳淬火處理，表面硬度為57～ 61HRC。因為對于承受沖擊重載荷的工件，常采 用韌性高淬透性大的18Cr2Ni4WA 和 20CrNi2MoA 等高級滲碳鋼，經(jīng)熱處理后，表面有高的硬度及耐磨性，心部又具有高的強度及良好的韌性和很低的缺口敏感性。 試驗齒輪齒面接觸疲勞極限 lim 1450H? ? MPa 試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限： 太陽輪： 400lim ?F? （ 2mmN ） 行星輪： )(280 2lim mmNF ?? 齒形為漸開線直齒，最終加工為磨齒，精度為 6 級。 內(nèi)齒圈的材料為 42CrMo，調(diào) 質(zhì)處理，硬度為 262～ 302HBS. 試驗齒輪的接觸疲勞極限： ? ?2lim 750 mmNH ?? 試驗齒輪的彎曲疲勞極限： ? ?2lim 280 mmNF ?? 齒形的加工為插齒，精度為 7級。 確定各主要參數(shù) ⑴ 行星機構總傳動比： i=，采用 NGW 型行星機構。 ⑵ 行星輪數(shù)目 pn ： 要根據(jù)文獻 3表 及傳動比 i，取 4pn? 。 ⑶ 載荷不均衡系數(shù) pk ： 采用太陽輪浮動和行星架浮動的均載機構，取 pk = ⑷ 配齒計算： 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 26 頁 太陽輪齒數(shù) az 204 ????? i z pa 式中：取 c=20（整數(shù)） 內(nèi)齒圈齒數(shù) ( 1 ) 14 ( 1 ) 66baz z i? ? ? ? ? ? ? 行星輪齒數(shù) 1 ( ) 2 62c b az z z? ? ? ? ? 取 25cz ? ⑸ a c 齒輪接觸強度初步計算按表義 14160 中的公式計算中心距： 3 2lim)1(483 uKTuaaA???? 1) 綜合系數(shù)： ? 2）太陽輪單個齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： 21 mmNnknpTppA ??????? 3）齒數(shù)比： 25 814cazu z? ? ? 4）取齒寬系數(shù)： ?? 5）初定中心距： 將以上各值代入強度計算公式，得 mma )(483 3 20 ??? ???? 6）計算模 數(shù) m ： 39。 ?????? ca ZZ am 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 27 頁 取標準值 m=8 7）未變位時中心距 a： ? ? mma 15625148210 ????? 根據(jù)實際情況取 mma 160? （ 6）計算變位系數(shù) 1） ac 傳動 a)嚙合角 ac? ： ??????? aaaa ac c osa rc c os 0 ? ?????? ?20c os160156a rc c os 39。39。39。233723?? 所以 39。39。39。233723??aca b)總變位系數(shù)： )(20in v ain v atg azzx acca ???? = )20233723(2 2514 39。39。39。 ??? ?? invinvtga c)中心距變動系數(shù) y ： 1561600 ????? m aay d)齒頂降低系數(shù) y? ： 0 6 6 ?????? ? yxy e)分配變位系數(shù)： ? 25142 ???? ca zz ??zx ? 取 ?ax （見文獻 3第 101 頁） 則 2 6 6 ????? ? ac xxx 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 28 頁 2） cb傳動 a)嚙合角 cba ： 0 0co s co scb aaaa? 式中， 0 11( ) 8 ( 6 6 2 5 ) 1 6 4 m m22bca m z z? ? ? ? ? ? ? 代入 os160164c os ?? ?cba 所以 39。39。39。 ??cba b)變位系數(shù)和 ?x ： tga inv ainv azzx bccb 2)( ??? ?? ? ? 202 39。39。39。 ????? ? ?? tg invinv c)中心距變動系數(shù) y ： 1641600 ?????? m aay d)齒頂降低系數(shù) y? ： 0 4 9 )(4 5 0 ???????? ? yxy e)分配變位系數(shù)： ? ?cx ? 1 8 6 5 0 ??????? ? cb xxx 幾何尺寸計算 分度圓 d mz? 齒頂圓 )(2 * yxhmdd aa ???? ? 齒根圓 )(2 ** xchmdd af ?? ?? 基圓直徑 addb cos? 齒 頂 高系數(shù) 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 29 頁 太陽輪，行星輪 — 1*?ah 內(nèi)齒輪 — * ?ah 頂隙系數(shù) 太陽輪，行星輪 — * ?c 內(nèi)齒輪 — * ?c 代入上組公式計算如下： 太陽輪 8 14d?? 112mm? ? ? ??????ad ? ? ? ??????fd ? 1 1 2 co s 2 0bd ? ? 行星輪 258??d =200mm ? ?0 6 6 0 0 ??????ad = ? ?2 6 0 0 ??????fd = 2 0 0 c o s 2 0bd ? ? 內(nèi)齒輪 8 66d ?? 528mm? ? ?? ?0 4 9 8 2 8 ???????ad = ? ?? ? ???????fd = 5 2 8 co s 2 0bd ? mm? 太陽輪，齒寬 b 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 30 頁 由表 , 取 1/ ? 則 112 123 .2 m mab ? ? ? 取 150mmb? 150 m mbabb?? 5(?? ac bb ～ 10) 155 mm? ⑴a c 傳動端面重合度 a? 1） 齒 頂圓齒形曲徑： 2222 ?????????????? baa dd? 太陽輪 221 ??????????????a? = 行星輪 222 ??????????????a? = 2）端面嚙合 長度 ag ： )s in( 39。39。21 taaa aag ??? ?? 式中 “ ? ” 號正號為外嚙合，負號為內(nèi)嚙合角 ta? — 端面節(jié)圓嚙合 直齒輪 39。39。39。39。39。 233723 ??? act aa 則 39。39。12( s in )a a a tg a a??? ? ? =+? ?39。39。39。233723? =（ mm） 3）端面重合度 a? ： ? ?tnaa amg c o sc o s ??? ? ??20cos8 ?? ?? ? = ⑵ c b端面重合度 a? 1） 頂圓齒形曲徑 a? ： 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 31 頁 22 )2()2( baa dd ??? 由上式計算得 行星輪 mma ?? 內(nèi)齒輪 mma ?? 2）端面嚙合長度 ag ： 39。39。21 s in taaa aag ??? ?? =+160?sin ? = 3）端面重合度 a? ： )c o s/(c o s tnaa amg ??? ? = ?20c o ??? ? = 齒輪強度驗算 （ 1） ac 傳動 （以下為相嚙合的小齒輪（太陽輪）的強 度計算過程， 太陽輪（行星輪）的計算方法相同。） 1）確定計算負荷： 名義轉(zhuǎn)矩 T ()p ap